JP7470178B2 - 吸音材料ブロック及びその製造方法とこの吸音材料ブロックを用いたスピーカボックス - Google Patents

吸音材料ブロック及びその製造方法とこの吸音材料ブロックを用いたスピーカボックス Download PDF

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Description

本発明は、吸音材料の技術分野に関し、特に吸音材料ブロック及びその製造方向と当該吸音材料ブロックを用いたスピーカボックスに関する。
携帯電話などのインテリジェント携帯端末の発展に伴い、薄型化は既に１つの傾向になり、したがって、オーディオスピーカバックチャンバが占める空間はさらに小さくなってきた。一般的に、スピーカバックチャンバが小さくなると、低周波セグメントの応答を顕著に低下させ、音質を悪化させることになる。この矛盾を解決するために、一般的にバックチャンバに音を吸着できる吸音材料を充填し、バックチャンバ体積を仮想的に増大させ、音質を向上させるという目的を達成する。
関連技術で一般的に使用されている吸音材料は２種類の形態があり、第１種類は、粒子状吸音材料であり、粒子の粒径が小さいほど吸音性能が高いという特徴を有し、しかしながら、粒子状吸音材料は充填時にバックチャンバを満たすことが困難であり、スピーカボックスが動作する時、バックチャンバのガスの振動により粒子が振動し、粒子の粒径が小さいほど、振動が顕著であり、聴感が悪くなり、ひいてはメッシュ布を通過してスピーカ単体の内部に拡散し、スピーカ単体を損傷するリスクが発生する。第２種類は、ブロック状吸音材料であり、例えばフォームを骨格とする吸音材料であり、それは、依然として吸音粉末が凝集し、通気性が低く、音響抵抗が高く、吸音性能が低いという欠点が存在する。
したがって、上記技術課題を解決するために、新たな吸音材料ブロック及びその製造方法とこの吸音材料ブロックを用いたスピーカボックスを提供する必要がある。
本発明の目的は、上記技術課題を克服するために、吸音材料ブロック及びその製造方法と当該吸音材料ブロックを用いたスピーカボックスを提供することであり、当該吸音材料ブロックは、小粒径吸音粒子が高い吸音性能を有するという特徴を十分に発揮し、吸音材料ブロックのバックチャンバにおける安定性を効果的に向上させ、粒子振動による音響性能の変化を回避し、吸音材料ブロックがスピーカ単体に入ってスピーカボックスの音響性能を損害することを効果的に防止することができる。
上記目的を達成するために、本発明は吸音材料ブロックを提供し、前記吸音材料ブロックは、多孔質吸音粒子、有機ブラケット材料、接着剤及び増粘剤を含み、前記多孔質吸音粒子は、前記接着剤により前記有機ブラケット材料に接着され、前記多孔質吸音粒子の粒径は１０～１００μｍである。
好ましくは、前記多孔質吸音粒子は、粒径が１０μｍより小さい多孔質粒子で構成され、前記多孔質粒子は、ゼオライト及び活性炭を含む。
前記ゼオライトは、ＭＦＩ、ＭＥＬ及びＦＥＲのうちの少なくとも１種の構造を有する。
好ましくは、前記有機ブラケット材料は、二次元構造を有し、前記有機ブラケット材料はＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ及びＰＥＴ薄膜のうちの１種を含み、前記有機ブラケット材料の厚さは１０～１００μｍである。
好ましくは、前記有機ブラケット材料は、三次元構造を有し、前記有機ブラケット材料は、メラミンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームのうちの１種を含む。
好ましくは、前記有機ブラケット材料の密度は１～１０ｍｇ／ｃｍ3であり、前記有機ブラケット材料は複数のスルーホールを含み、前記有機ブラケット材料の空孔率は５０％より大きく、前記スルーホールの平均孔径は５０～３００μｍである。
好ましくは、前記接着剤は、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレンアクリル酸エステル、ポリスチレン酢酸エステル、ポリエチルエチレン酢酸エステル塩のうちの少なくとも１種を含み、前記吸音材料ブロックは、２～１０ｗｔ％の前記接着剤を含む。
好ましくは、前記増粘剤は、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも１種を含み、前記吸音材料ブロックは、０．５～２ｗｔ％の前記増粘剤を含む。
本発明は、上記の吸音材料ブロックの製造方法を提供し、当該方法は、前記多孔質粒子を焼結又は接着した後、押出球状化造粒プロセス又は噴霧造粒プロセスを採用して、粒径が１０～１００μｍの前記多孔質吸音粒子を製造するステップと、前記多孔質吸音粒子を前記接着剤、前記増粘剤と混合してスラリーを形成するステップと、前記有機ブラケット材料を前記スラリーに浸漬し、５～２０分間放置した後に乾燥し、前記吸音材料ブロックを得るステップとを含む。
本発明は、スピーカボックスを提供し、当該スピーカボックスは、収容空間を有するハウジングと、前記収容空間内に収容されたスピーカ単体とを含み、前記スピーカ単体と前記ハウジングとが取り囲んでバックチャンバを形成し、前記バックチャンバ内に上記の吸音材料ブロックが充填される。
関連技術に比べて、本発明に係る吸音材料ブロックは、多孔質吸音粒子、有機ブラケット材料、接着剤及び増粘剤を含み、ここで、多孔質吸音粒子は、接着剤により有機ブラケット材料に接着され、多孔質吸音粒子の粒径は１０～１００μｍであり、小粒径吸音粒子が高い性能を有するという特徴を十分に発揮するだけでなく、スピーカボックスの小型化の発展傾向も満たし、それを有機ブラケット材料と結合することにより、吸音材料ブロックのスピーカボックスのバックチャンバにおける安定性を向上させ、粒子振動による音響性能の低下を効果的に回避し、さらに吸音材料ブロックがスピーカ単体に入ることを防止することができ、かつ本発明に係る吸音材料ブロックは、異なる形状のバックチャンバに適用することができ、粒子状吸音材料をスピーカボックスのバックチャンバに充填するステップを省略し、スピーカボックスの組立プロセスを簡略化する。
本発明の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下に実施例に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、本発明のいくつかの実施例だけであり、当業者にとって、創造的労働をしない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
本発明に係る吸音材料ブロックの製造方法のフローチャートである。 本発明に係るスピーカボックスの構成を示す模式図である。
以下は本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術案を明確で、完全に説明し、明らかなように、記述される実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得ることができる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。
本発明は吸音材料ブロックに関し、吸音材料ブロックは多孔質吸音粒子、有機ブラケット材料、接着剤及び増粘剤を含み、多孔質吸音粒子は接着剤により有機ブラケット料に接着され、多孔質吸音粒子の粒径は１０～１００μｍである。
上記の多孔質吸音粒子は、複数の粒径が１０μｍより小さい多孔質粒子で構成され、多孔質粒子はゼオライト及び活性炭を含み、具体的には、ゼオライトはＭＦＩ、ＭＥＬ及びＦＥＲのうちの少なくとも１種の構造を含む。特筆すべきは、異なるゼオライト構造はそのうちの孔構造がわずかに異なり、ニート相であるゼオライトと混相であるゼオライトは、いずれも良好な吸音効果を有し、ゼオライトの具体的な構造は本発明の技術的効果に影響を与えない。
有機ブラケット材料は二次元構造を有し、これにより、有機ブラケット材料はＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＥＴ薄膜から選択される１種であってもよく、有機ブラケット材料が支持フレームの役割を果たすようにするために、選択された有機ブラケット材料の厚さは、１０～１００μｍにある。当然のことながら、有機ブラケット材料がより均一に多孔質吸音粒子を担持することを可能にするために、三次元構造を有する有機ブラケット材料を選択してもよく、具体的には、メラミンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームから選択される１種であり、前述の二次元構造に比べて、三次元構造を有する有機ブラケット材料は、表面に多孔質吸音粒子を接着することができるだけでなく、その内部に有する孔構造も多孔質吸音粒子を吸着し、吸音材料ブロックの吸音能力をさらに向上させることができる。本発明において選択された有機ブラケット材料の密度は１～１０ｍｇ／ｃｍ3であり、理解されるように、有機ブラケット材料は、複数のスルーホールを含み、かつ当該有機ブラケット材料の空孔率は５０％より大きく、有機ブラケット材料に多孔質吸音粒子をよりよく接着させるために、有機ブラケット材料におけるスルーホールの平均孔径を５０～３００μｍに設定する。
接着剤は、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレンアクリル酸エステル、ポリスチレン酢酸エステル、ポリエチルエチレン酢酸エステル塩のうちの少なくとも１種を含み、多孔質吸音粒子を有機ブラケット材料に堅固に吸着させ、粒子の振動脱落によるスピーカボックスの音響性能への影響を回避するために、当該吸音材料ブロックは、質量部で２～１０ｗｔ％の接着剤を含む。
増粘剤は、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも１種を含み、具体的には、吸音材料ブロックは０．５～２ｗｔ％の増粘剤を含む。
本発明は、上記吸音材料ブロックの製造方法をさらに提供し、具体的なフローは、図１を結合しながら説明する。
ステップ１であって、多孔質粒子を焼結又は接着した後、押出球状化造粒プロセス又は噴霧造粒プロセスを採用して、粒径が１０～１００μｍの多孔質吸音粒子を製造する。
ステップ２であって、多孔質吸音粒子を接着剤、増粘剤と混合してスラリーを形成する。
ステップ３であって、有機ブラケット材料を上記スラリーに浸漬し、５～２０分間放置した後に有機ブラケット材料及びスラリーを乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
ステップ３において、乾燥工程はオーブンで行い、乾燥の温度は１００℃程度に設定される。
以下、具体的な実施例を結合して本発明の実施形態について説明する。
実施例１
本実施例は、以下のステップを含む吸音材料ブロックの製造方法を提供する。
質量比でゼオライト５０部、水４５部、ポリスチレンアクリル酸エステル５部を秤量して均一に混合し、押出球状化造粒プロセスによって吸音粒子吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
スチレンアクリレート１部、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム０．２部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子５０部を秤量し、混合液に加えて３０分間攪拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
厚さ２５μｍのＰＥＴ薄膜を上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
実施例２
本実施例は、以下のステップを含む吸音材料ブロックの製造方法を提供する。
質量比でゼオライト５０部、水４５部、ポリスチレンアクリル酸エステル５部を秤量して均一に混合し、押出球状化造粒プロセスによって吸音粒子吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
スチレンアクリレート１部、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム０．２部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子４０部を秤量し、混合液に加えて３０分間撹拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が１００～２００μｍであり、密度が５ｍｇ／ｃｍ3であるメラミンフォームを上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
実施例３
本実施例は、以下のステップを含む吸音材料ブロックの製造方法を提供する。
質量比でゼオライト５０部、水４０部、ポリアクリル酸エステル５部及び過酸化水素水５部を秤量して均一に混合し、噴霧造粒造粒プロセスによって吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
ポリアクリル酸エステル３部、ポリビニルアルコール０．１部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子４０部を秤量し、混合液に加えて３０分間撹拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が１００～２００μｍであり、密度が５ｍｇ／ｃｍ3であるメラミンフォームを上記スラリーに浸漬し、１０分間放置して取り出し、温度が１００℃より高いオーブンに入れて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
実施例４
本実施例は、以下のステップを含む吸音材料ブロックの製造方法を提供する。
質量比でゼオライト５０部、水４０部、スチレンブタジエンエマルジョン５部及び過酸化水素水５部を秤量して均一に混合し、押出球状化造粒プロセスによって吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
スチレンブタジエンエマルジョン２部、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム０．２部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合した後に均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子２０部を秤量し、混合液に加えて３０分間撹拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が２００～３００μｍであり、密度が３ｍｇ／ｃｍ3であるポリウレタンフォームを上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、温度が１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
実施例５
本実施例は、以下のステップを含む吸音材料ブロックの製造方法を提供する。
質量比で活性炭５０部、水４０部、ポリアクリル酸エステル５部及び過酸化水素水５部を秤量して均一に混合し、噴霧造粒プロセスによって吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
ポリアクリル酸エステル１部、ポリビニルアルコール０．１部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子４０部を秤量し、混合液に加えて３０分間撹拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が１００～２００μｍであり、密度が７ｍｇ／ｃｍ3であるメラミンフォームを上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、温度が１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
また、本発明の技術案の効果を検証するために、さらに２つの比較例を提供した。
比較例１
質量比でゼオライト５０部、水４５部、ポリスチレンアクリル酸エステル５部を秤量して均一に混合し、押出球状化造粒プロセスによって吸音粒子吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に６０～１５０メッシュの篩で粒径が約１００～２５０μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
スチレンアクリレート２部、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム０．２部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子４０部を秤量し、混合液に加えて３０分間攪拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が１００～２００μｍであり、密度が５ｍｇ／ｃｍ3であるメラミンフォームを上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、温度が１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
比較例２
質量比でゼオライト５０部、水４５部、ポリスチレンアクリル酸エステル５部を秤量して均一に混合し、噴霧造粒プロセスによって吸音粒子を製造し、具体的には、造粒後に１５０～３００メッシュの篩で粒径が約５０～１００μｍの多孔質吸音粒子を篩分けする。
スチレンアクリレート４部、ポリビニルアルコール０．２部、脱イオン水５０部、９８ｗｔ％エタノール５部を秤量し、混合して均一に撹拌して混合液を得て、上記製造された多孔質吸音粒子４０部を秤量し、混合液に加えて３０分間撹拌し続け、多孔質吸音粒子を混合液に均一に分散させてスラリーを形成する。
平均孔径が５０～１００μｍであり、密度が１０ｍｇ／ｃｍ3であるメラミンフォームを上記スラリーに浸漬し、５分間放置して取り出し、温度が１１０℃のオーブンに置いて乾燥させ、吸音材料ブロックを得る。
本発明の実施例１～５と比較例１～２で調製された吸音材料ブロック、及び本分野の既存の従来の吸音粒子サンプルに対して音響性能試験を行い、ここで、実施例１のサンプルは、多層薄膜積層試験に供した。試験治具の試験条件は、体積充填量の５０％、０．５ｍｌのバックチャンバ体積であり、得られた試験結果は表１に示される。
表１から分かるように、音響充填体積が同じである場合、本発明の実施例１～５で製造された吸音材料ブロックは、本分野の従来の吸音粒子よりも顕著に優れた音響性能を有し、これによって当該吸音材料ブロックを充填したスピーカボックスはより優れた低周波性能を有する。また、スピーカボックスの動作状態で、本発明に係る吸音材料ブロックは、粒子の衝突移動による音響性能の変化が発生せず、かつ担体とする有機ブラケット材料は、バックチャンバの形状に応じて調整することができ、それによりバックチャンバを最大限に充填し、スピーカボックスの低周波効果をより良好にする。さらに、スピーカボックスの組立工程において、吸音材料ブロックは、バックチャンバに容易に入れることができ、粒子の充填等の工程を省略し、スピーカボックスの製造効率を向上させる。
比較例１～２の性能は、実施例２～５と従来のサンプルよりも顕著に低く、これは多孔質吸音粒子の直径が三次元構造を有する発泡体の孔径サイズとマッチングしないためである。製造過程において、多孔質吸音粒子は発泡体の内部に完全に入ることができず、発泡体の表面のみに吸音粒子層を形成する。実施例１で形成された二次元吸音粒子層の表面積は実施例１～２より大きく、性能が優れている。
図２に示すように、本発明に係るスピーカボックス１００は、収容空間を有するハウジング１と、収容空間内に収容されたスピーカ単体２とを含み、スピーカ単体２とハウジング１は、囲んでバックチャンバ３を形成し、バックチャンバ３に前記吸音材料ブロックを充填することにより、バックチャンバの空気の音順応性を増加させ、それによりスピーカの低周波音響性能を向上させる。
関連技術に比べて、本発明に係る吸音材料ブロックは、多孔質吸音粒子、有機ブラケット材料、接着剤及び増粘剤を含み、ここで、多孔質吸音粒子は、接着剤により有機ブラケット材料に接着され、多孔質吸音粒子の粒径は１０～１００μｍであり、小粒径吸音粒子が高い性能を有するという特徴を十分に発揮するだけでなく、スピーカボックスの小型化の発展傾向も満たし、それを有機ブラケット材料と結合することにより、吸音材料ブロックのスピーカボックスのバックチャンバにおける安定性を向上させ、粒子振動による音響性能の低下を効果的に回避し、さらに吸音材料ブロックがスピーカ単体に入ることを防止することができ、かつ本発明に係る吸音材料ブロックは、異なる形状のバックチャンバに適用することができ、粒子状吸音材料をスピーカボックスのバックチャンバに充填するステップを省略し、スピーカボックスの組立プロセスを簡略化する。
以上は本発明の実施形態に過ぎず、当業者であれば本発明の思想を逸脱することなく改良を加えることができるが、これらは全て本発明の保護範囲に属すると指摘すべきだ。

Claims (7)

  1. 吸音材料ブロックであって、多孔質吸音粒子、有機ブラケット材料、接着剤及び増粘剤を含み、前記多孔質吸音粒子は、前記接着剤により前記有機ブラケット材料に接着され、前記多孔質吸音粒子の粒径は１０～１００μｍであり、
    前記有機ブラケット材料は、三次元構造を有し、前記有機ブラケット材料はメラミンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームのうちの１種を含み、前記有機ブラケット材料の密度は、１～１０ｍｇ／ｃｍ ３ であり、前記有機ブラケット材料は、複数のスルーホールを含み、前記有機ブラケット材料の空孔率は５０％より大きく、前記スルーホールの平均孔径は５０～３００μｍである、ことを特徴とする吸音材料ブロック。
  2. 前記多孔質吸音粒子は、粒径が１０μｍより小さい多孔質粒子で構成され、前記多孔質粒子はゼオライト及び活性炭を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の吸音材料ブロック。
  3. 前記ゼオライトは、ＭＦＩ、ＭＥＬ及びＦＥＲのうちの少なくとも１種の構造を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の吸音材料ブロック。
  4. 前記接着剤は、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレンアクリル酸エステル、ポリスチレン酢酸エステル、ポリエチルエチレン酢酸エステル塩のうちの少なくとも１種を含み、前記吸音材料ブロックは２～１０ｗｔ％の前記接着剤を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の吸音材料ブロック。
  5. 前記増粘剤は、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシメチルセルロースナトリウム及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも１種を含み、前記吸音材料ブロックは０．５～２ｗｔ％の前記増粘剤を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の吸音材料ブロック。
  6. 請求項１に記載の吸音材料ブロックの製造方法であって、
    前記多孔質粒子を焼結又は接着した後、押出球状化造粒プロセス又は噴霧造粒プロセスを採用して、粒径が１０～１００μｍの前記多孔質吸音粒子を製造するステップと、
    前記多孔質吸音粒子を前記接着剤、前記増粘剤と混合してスラリーを形成するステップと、
    前記有機ブラケット材料を前記スラリーに浸漬して５～２０分間放置した後に乾燥し、前記吸音材料ブロックを得るステップと、を含む、ことを特徴とする吸音材料ブロックの製造方法。
  7. スピーカボックスであって、
    収容空間を有するハウジングと、前記収容空間内に収容されたスピーカ単体とを含み、前記スピーカ単体と前記ハウジングとが取り囲んでバックチャンバを形成し、前記バックチャンバ内に請求項１に記載の吸音材料ブロックが充填されている、ことを特徴とするスピーカボックス。
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